Der weltweit erste “Written by Mind”-Tweet ist aufgetaucht. Wie weit ist es, mit dem Handy im Kopf zu spielen?

"Hallo Welt!"

Das schreiben viele Anfänger, wenn sie zum ersten Mal mit einer Programmiersprache in Berührung kommen.

Es ist auch der Schlüssel zu einer neuen Welt für Phillip O'Keefe, einen 62-jährigen Patienten mit fortschreitendem Frieren.

Die allmähliche Frostkrankheit ist eine fortschreitende und tödlich verlaufende neurodegenerative Erkrankung, bei der das Gehirn mit der Zeit seine Fähigkeit, willkürliche Bewegungen zu kontrollieren, vollständig verlieren wird.

Mit Hilfe der Gehirn-Computer-Schnittstelle von Synchron hat O'Keefe das Wort nur mit Gedanken "aufgeschrieben" und einfache, aber aussagekräftige Kommunikationssignale nach außen gesendet.

Am anderen Ende des Bildschirms verhielt er sich wie jemand, der mit dem Finger tippt.

So natürlich wie Fahrradfahren

Synchron, gegründet 2017, ist ein Startup-Unternehmen aus dem Silicon Valley im Bereich Neurotechnologie mit Fokus auf Brain Computer Interface (BCI).

Der Tweet "Hello world" wurde am 23. Dezember gepostet, als O'Keefe für 30 Minuten den Twitter-Account von Synchron-CEO Thomas Oxley übernahm.

O'Keefe hat nicht nur Hallo gepostet, sondern auch einen weiteren Tweet gepostet, der besagt, dass er weder die Tastatur noch die Sprachfunktion verwenden muss und nur "denken" Informationen posten kann.

Synchron wies darauf hin, dass dies das erste Mal ist, dass jemand direkt über BCI in den sozialen Medien spricht.Dieser symbolische Moment öffnet den Patienten die Tür, um mit der Welt in Kontakt zu bleiben.

Im Jahr 2020 führten sie eine ähnliche Studie durch und zwei Patienten erkannten das Tippen und Senden von Texten, zeigten den Prozess jedoch nicht der Öffentlichkeit.

Das Wunder ist Synchrons Gehirn-Computer-Schnittstellengerät Stentrode – eine kleine stentartige Elektrodenanordnung, die durch die Jugularvene in das Gehirn implantiert wird und es den Patienten ermöglicht, "ihre Gliedmaßen durch Denken zu bewegen und externe Geräte drahtlos zu steuern".

Stentrode erfordert ungefähr zwei Stunden minimal-invasiver Eingriffe, die nach Angaben des Unternehmens in einem "weit verbreiteten Angiographie-Kit" durchgeführt werden, ähnlich dem Einsetzen eines Stents in das Herz.

Bei O'Keefe, dem Protagonisten des Experiments, wurden 2015 Erfrierungen diagnostiziert, im April 2020 begann er damit, Synchrons Gehirn-Computer-Schnittstelle zu implantieren. Die Gehirnaktivität wird von Sensoren in den Blutgefäßen des Gehirns erfasst und über das Brustgerät an den Computer übertragen.

Tippen Sie nach der Implantation des Geräts auf den linken Knöchel, um „Mausklicks“ auszurufen; Eyetracking wird verwendet, um den Cursor zu bewegen.

Zu dieser Zeit hatte O'Keefe viele Fähigkeiten verloren, zumindest konnte er seine Hand kontrollieren, um die Maus zu bewegen und langsam zu tippen.

Aber O'Keefe hatte lange damit gerechnet, dass sich seine Krankheit irgendwann so weit entwickeln würde, dass er weder tippen, noch eine Maus benutzen oder sprechen konnte, und seine Nutzung von Gehirn-Computer-Schnittstellen mit der Zeit zunehmen würde.

Bei Patienten, die völlig immobil sind, muss das Gerät direkt mit dem Gehirn interagieren, nicht nur Eye-Tracking oder das Anbringen von Knöpfen an einem Rollstuhl.

So beteiligte er sich aktiv an dem jüngsten Experiment, "sonst werde ich wütend auf den Status Quo".

Glücklicherweise waren alle mit dem Ergebnis zufrieden. Kürzlich sagte O'Keefe in einem Statement, dass ihm die neueste Technologie "viel Unabhängigkeit" gebracht habe:

Dieses System ist überraschend, es erfordert Übung, genau wie das Erlernen des Fahrradfahrens, aber sobald Sie anfangen zu rollen, wird es sehr natürlich. Jetzt möchte ich nur noch anklicken, wo auf dem Computer, und dann kann ich E-Mails senden, einkaufen oder soziale Medien nutzen.

Thomas Oxley, CEO von Synchron, sagte, dass ihr unmittelbares Ziel darin besteht, auf den motorischen Kortex einzuwirken und letztendlich zu hoffen, "eine Datenübertragung über das gesamte Gehirn zu erreichen".

Das Gehirn kann ein Datensystem sein

Im Juli dieses Jahres erhielt Synchron die behördliche Zulassung der US-amerikanischen Food and Drug Administration (FDA) und ist derzeit das einzige Unternehmen, das für eine "klinische BCI-Studie mit permanentem Implantat" zugelassen ist.

Gleichzeitig heizt sich der Wettlauf um die Entwicklung und Erprobung neuronaler Implantate an.

Im Mai dieses Jahres kombinierte das Forschungsteam der Stanford University Software für künstliche Intelligenz und Gehirn-Computer-Schnittstellengeräte, um "mentale Handschrift" in Wörter und Sätze auf dem Bildschirm umzuwandeln – ein Patient mit Lähmung stellt sich vor, einen bestimmten Buchstaben zu schreiben und einen Sensor in das Gehirn zu implantieren Gehirn Nachdem die Signale empfangen wurden, überträgt der Algorithmus der künstlichen Intelligenz sie auf den Computerbildschirm.

In der Studie generierte ein Teilnehmer namens T5 Text mit einer Geschwindigkeit von 90 Zeichen (oder 18 Wörtern) pro Minute. Bei der Aufforderung, Beispielsätze zu tippen, lag die Zeichenfehlerrate unter 1 %, im freien Spiel lag die Zeichenfehlerrate etwas über 2 %.

Bereits 2007 verlor T5 aufgrund einer Rückenmarksverletzung fast alle motorischen Funktionen unterhalb des Halses. Er ließ das Forschungsteam verstehen, dass das Gehirn auch nach mehr als zehn Jahren Körperstille immer noch die Fähigkeit zur präzisen Ausführung behält.

Im Juli dieses Jahres sammelte Paradromics, ein 2015 gegründetes Neurotechnologie-Unternehmen, 20 Millionen US-Dollar , um seine Hardware Connexus zu verfeinern, die dafür verantwortlich ist, die bioelektrischen Signale des Gehirns in digitale Signale umzuwandeln, die Computer verstehen können.

Vereinfacht gesagt übertragen die vier Module auf der Oberseite des Kopfes Daten an das fünfte, in den Schädel implantierte Modul, das wiederum die Daten an das sechste Modul unter der Brusthaut und schließlich drahtlos an ein tragbares Gerät überträgt Computer an einen Rollstuhl geklemmt. .

Auf diese Weise wird die Gehirnaktivität in bedienbare Befehle umgewandelt, wie zum Beispiel das Bewegen eines Computercursors.Eine Vorgängertechnologie wurde erfolgreich an Schafen getestet, und im nächsten Jahr werden Experimente am Menschen angewendet.

Paradromics sagte, dass einer ihrer Vorteile die große Anzahl von Elektroden ist, wobei die Anzahl der Elektroden auf jedem Modul 400 erreicht, was eine idealere Datenqualität und -quantität bedeutet. Matt Angle, CEO von Paradromics, glaubt, dass das Gehirn ein Datensystem ist:

Sobald Sie erkennen, dass das Gehirn am besten durch Daten beschrieben werden kann, werden Sie viele klassische, schwer zu behandelnde Krankheiten neu definieren. Die biologische Lösung für Blindheit kann beispielsweise darin bestehen, zu versuchen, die Netzhaut zu regenerieren, während unsere Methode darin besteht, einen Computer zu verwenden, um visuelle Daten an den rechten Teil des Gehirns zu übertragen.

Neuralink, ein 2016 von Musk gegründetes Neurotechnologieunternehmen, brachte einen in den Schädel implantierten KI-Treiberchip auf den Markt.

Dieser Chip hat etwa die Größe einer Münze und ist mit einem ultradünnen flexiblen Draht verbunden. Jeder Draht ist etwa 5 Mikrometer dick, 20-mal dünner als ein Haar und enthält insgesamt 1024 Elektroden, die im Gehirn fächerförmig angeordnet sind.

Elektroden lesen die Gehirnaktivität durch Erfassen oder Stimulieren von Neuronen und können theoretisch sogar die Gehirnaktivität schreiben.

Kompatibel mit dem Chip ist ein Präzisionsroboter, der dafür verantwortlich ist, den Chip und hauchfeine Drähte in das Gehirn zu implantieren, was für menschliche Hände oft nur schwer zu erreichen ist. Der Installationsprozess dauert nur wenige Stunden und am Ende bleibt eine kleine Narbe zurück.

Im April dieses Jahres haben sie diesen Chip bei Affen verwendet. Im Demo-Video hat der Affe einen Joystick mit dem Videospiel verbunden und kann bei erfolgreicher Cursorbewegung den Bananen-Smoothie schmecken.

Wenn der Affe den Joystick verwendet, zeichnet der Chip seine Gehirnaktivität auf und sendet die Daten zurück an den Computer, um zu analysieren, was sein Gehirn tut, wenn der Affe seine Hand bewegt, und deaktiviert dann den Joystick, obwohl der Affe das Spiel gewöhnlich mit dem Joystick steuert. Tatsächlich wird dieser Vorgang jedoch vollständig durch die dekodierte neuronale Aktivität realisiert.

Theoretisch kann dieselbe Technologie zur Steuerung von Prothesen verwendet werden – ein weiterer „fehlgeschlagener Joystick“. Musk sagte damals auf Twitter, dass "gelähmte Menschen Smartphones schneller nutzen können als Daumen."

Eine bessere Möglichkeit, mit dem Gehirn zu interagieren

Musk, der von der "Times" als "Clown, Genie und Industrieller" bezeichnet wurde, hat auch verrückte Bemerkungen über das Potenzial der Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie gemacht:

Es kann eine "Symbiose" zwischen dem menschlichen Gehirn und einem Computer schaffen, es Menschen ermöglichen, "Erinnerungen zu speichern und wiederzugeben", Lähmungen, Blindheit, Gedächtnisverlust und andere neurologische Erkrankungen zu behandeln, "übermenschliches Sehen" zu ermöglichen oder es Menschen zu ermöglichen, durch Telepathie anzurufen Ihr Tesla.

Aber die Gehirn-Computer-Schnittstellentechnologie steckt noch in den Kinderschuhen und ist weit von Musks Vision entfernt. Seine Langzeitsicherheit muss bei mehr Patienten evaluiert werden, und es gibt viele Herausforderungen, die es zu meistern gilt.

Erstens birgt jedes Gehirn-Computer-Interface-Gerät Risiken: Im Laufe der Zeit können die Elektroden, die in das Gewebe eindringen, Entzündungen verursachen. Entwickler untersuchen Materialien, die lange Zeit in das menschliche Gehirn implantiert werden können, ohne sich selbst zu verschlechtern oder eine Infektion zu verursachen.

Die Forscher suchen auch nach anderen Möglichkeiten, die Gehirnaktivität zu erfassen, z kann mehr begrenzt tun.

Zweitens, um mehr Aktivitäten zu erreichen, benötigt der Chip, der die Daten liest, eine höhere Geschwindigkeit und eine höhere Auflösung, der Algorithmus zur Interpretation der Daten muss genauer sein und die Drähte müssen tiefer in das Gehirn eingeführt werden.

Der außerordentliche Professor für Neurobiologie, Dr. Jason Shepherd, wies einmal darauf hin, dass einige neurodegenerative Erkrankungen mit aktuellen Gehirn-Computer-Schnittstellen schwer zu lösen seien, weil "komplexes Verhalten, Lernen und Gedächtnis nicht nur von einem Bereich des Gehirns reguliert werden".

Darüber hinaus werden mit zunehmender Reife der Gehirn-Computer-Schnittstelle unweigerlich einige Sicherheits-, Datenschutz- und ethische Probleme auftreten. Schließlich ist es theoretisch nicht unmöglich, Chips in das menschliche Gehirn zu implantieren, um Gehirnrohdaten zu erhalten.

Derzeit besteht die neueste Arbeit in der Neurotechnologie darin, so viele Gehirnzellen oder Gehirnregionen wie möglich aufzuzeichnen, damit Wissenschaftler die Signale, die Aktivitäten wie Sprechen, Gehen und Greifen unterstützen, genauer lesen und diese neuronalen Aufzeichnungen dann in Anweisungen umwandeln können. Diese Anweisungen Betreten Sie dann die Roboterausrüstung oder kehren Sie zum Nervensystem zurück, um Bewegung, Sicht und sogar Berührung zu erzeugen.

Ein sichtbarer Trend ist, dass immer mehr Wagniskapitalgeber dem Bereich der Brain-Computer-Interfaces Aufmerksamkeit schenken. Daten des Analyseunternehmens PitchBook zeigen, dass Brain-Computer-Interface-Startups in diesem Jahr 132,8 Millionen US-Dollar gesammelt haben, ein Drittel mehr als die Branche im gesamten Jahr des letzten Jahres.

Laut Business Insider befinden sich viele Neurowissenschaftsunternehmen zwischen der Entwicklungsphase und der Anwendungsphase, es ist noch zu früh, um über die Entwicklungsphase zu sprechen, und es gibt noch viel zu tun.

Immerhin können Menschen, die aus verschiedenen Gründen ihrer sportlichen Fähigkeit beraubt wurden, das Licht daraus erblicken, die Verbindung, Hoffnung und Freiheit genießen, die die Technik mit sich bringt, und noch einmal leicht "Hello World" tippen.

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